KR102004345B1 - 센서 장치 및 차량의 조향 장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 센서 장치 및 차량의 조향 장치에 관한 것이다. 센서 장치는 제 1 전원 변환기를 통해 입력 전압을 제 1 전압으로 변환하고, 제 2 전원 변환기에 포함된 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 제 1 전압을 각각의 서브 전압으로 변환하며, 센서모듈에 포함된 적어도 두 개 이상의 센서를 통해 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작할 수 있다.

Description

센서 장치 및 차량의 조향 장치{SENSOR APPARATUS AND STEERING SYSTEM FOR VEHICLE}
본 실시예들은 센서 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서 장치 및 차량의 조향 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 센서 시스템은 센서를 통해 측정된 센서신호를 처리하고, 상기 처리된 센서신호를 이용하는 시스템을 의미할 수 있다. 최근에는 이러한 센서 시스템에 적용된 센서들의 수가 급격히 증가하고 있으므로, 센서신호에 대한 리던던시(redundancy) 뿐만 아니라 신뢰성 요구가 높아지고 있는 실정이다.
특히, 차량에 자율주행기술이 적용되면서, 이러한 센서 시스템은 차량의 조향 장치를 위해 중요한 기술로 급부상 하고 있다.
조향 시스템은 차량의 운전자가 스티어링 휠(steering wheel)에 가한 조향력(또는 회전력)을 바탕으로 차륜의 조향각을 변화시킬 수 있는 시스템을 의미한다. 최근에는 스티어링 휠의 조향력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 EPS(Electric Power Steer) 즉, 전동식 파워 조향 시스템이 차량에 적용되고 있다.
전동식 파워 조향 시스템은 차량에 장착된 센서를 통해 측정된 센서신호를 이용하여 모터를 구동시켜 저속 운행시, 차량의 운전자에게 가벼우면서 편안한 조향감, 고속 운행시, 차량의 운전자에게 무거우면서 안전한 조향감, 비상 시, 차량의 운전자에게 급속한 조향이 이루어질 수 있도록 최적의 조향상태를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전동식 파워 조향 시스템은 차량에 장착된 센서를 통해 측정된 센서신호를 이용하여 모터를 구동시킨다. 이에, 차량의 조향 장치에 대해서도, 센서신호에 대한 리던던시(redundancy) 뿐만 아니라 신뢰성 요구가 한층 높아지고 있는 실정이다.
이와 더불어, 차량의 조향 장치에 대해, 센서신호에 대한 리던던시 및 신뢰성뿐만 아니라, 센서로 공급되는 전원에 대한 리던던시 및 신뢰성 요구 또한 한층 높아지고 있는 실정이다.
본 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 실시예들의 목적은 센서로 공급되는 전원에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 센서 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은, 센서로 공급되는 전원에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 차량의 조향 장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 입력 전압을 제 1 전압으로 변환하는 제 1 전원 변환기, 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 상기 제 1 전압을 각각의 서브 전압으로 변환하는 제 2 전원 변환기 및 적어도 두 개 이상의 센서를 통해 상기 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작하는 센서모듈을 포함하는 센서 장치를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 입력 전압을 제1 전압으로 변환하고, 상기 제 1 전압을 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 각각의 서브 전압으로 변환하며, 각각의 서브 전압을 공급하는 전원 공급기, 상기 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작하는 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서, 상기 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서로부터 제공받은 각각의 모터 위치 센서 신호에 대한 정당성 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 어시스트(assist) 조향력을 생성하는 제어기 및 상기 어시스트 조향력에 기반하여 동작이 제어되는 조향모터를 포함하는 차량의 조향 장치를 제공하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들의 센서 장치에 따르면, 두 개 이상의 센서로 공급되는 전원을 분리할 수 있어 센서로 공급되는 전원에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따르면, 메인 레귤레이터에서 공급되는 전압을 수동소자를 통해 모터 위치 센서로 제공할 수 있어 센서 장치뿐만 아니라 차량의 조향 장치의 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따르면, 전원 분리된 전압을 이용하여 모터 위치 센서를 동작시킬 수 있어 센서 장치 및 차량의 조향 장치에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따르면, 두 개 이상의 모터 위치 센서로 공급되는 전원을 분리할 수 있어 차량의 조향 장치에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예들에 센서 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 두 개의 서브 전원 변환기와 두 개의 센서를 포함하는 센서 장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 세 개의 서브 전원 변환기와 세 개의 센서를 포함하는 센서 장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 세 개의 서브 전원 변환기와 세 개의 모터 위치 센서를 포함하는 센서 장치를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 차량의 조향 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예들에 따른 센서 장치 및 차량의 조향 장치의 구성에 대한 블록 구성도이다.
이하, 본 실시예들의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 실시예들의 개시가 완전하도록 하며, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 실시예들은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 실시예들의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 실시예들의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 실시예들의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 센서 장치를 설명한다.
도 1은 본 실시예들에 센서 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 센서 장치(100)는, 크게 제 1 전원 변환기(120), 제 2 전원 변환기(130) 및 센서모듈(140)을 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
입력 전원(110)은 직류 전원 및 교류 전원 중 적어도 하나의 전원을 포함할 수 있다. 여기서, 직류 전원은 배터리 전원일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류를 제공할 수 있다면, 어떠한 전원이라도 포함할 수 있다. 또한, 입력 전원(110)은 입력 전압을 제공할 수 있다. 여기서, 입력 전압은 직류 전압일 수 있다.
제 1 전원 변환기(120)는 입력 전압을 제 1 전압으로 변환할 수 있다. 즉, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)과 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)으로부터 입력 전압을 제공받을 수 있다.
그리고, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)으로부터 제공받은 입력 전압을 제 1 전압으로 변환할 수 있다. 예컨대, 제 1 전원 변환기(120)는 직류 전원으로부터 제공받은 직류 전압을 제 1 전압으로 변환할 수 있다.
여기서, 제 1 전압은 입력 전압보다 낮은 전압일 수 있다. 예컨대, 제 1 전원 변환기(120)는 직류 전원으로부터 제공받은 직류 전압을 해당 직류 전압보다 낮은 제 1 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 제 1 전원 변환기(120)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 여기서, DC-DC 컨버터는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 직류 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 컨버터라도 포함할 수 있다.
또한, 제 1 전원 변환기(120)는 메인 레귤레이터(regulator)를 포함할 수 있다. 여기서, 메인 레귤레이터는 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 직류 전압으로 변환할 수 있다.
제 2 전원 변환기(130)는 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 전원 변환기(130)는 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 제 1 전압을 각각의 서브 전압으로 변환할 수 있다.
예컨대, 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 그리고, 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제 1 전압을 각각 제공받을 수 있다. 그리고, 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기는 제 1 전원 변환기(120)로부터 각각 제공받은 제 1 전압을 각각의 서브 전압으로 변환할 수 있다.
여기서, 각각의 서브 전압은 제 1 전압보다 낮은 전압일 수 있다. 예컨대, 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압(일 예로, 직류 전압)을 해당 제 1 전압보다 낮은 각각의 서브 전압으로 변환할 수 있다.
여기서, 각각의 서브 전압은 동일한 전압값을 가질 수 있다.
또한, 각각의 서브 전원 변환기는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 여기서, DC-DC 컨버터는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 직류 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 컨버터라도 포함할 수 있다.
또한, 각각의 서브 전원 변환기는 서브 레귤레이터(regulator)를 포함할 수 있다. 여기서, 서브 레귤레이터는 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 직류 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 각각의 서브 전원 변환기는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 저항은 직류 전압을 제공받아 직류 전압보다 낮은 직류 전압으로 변환할 수 있다.
센서모듈(140)은 적어도 두 개 이상의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 센서모듈(140)은 적어도 두 개 이상의 센서를 통해 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작할 수 있다.
예컨대, 적어도 두 개 이상의 센서는 제 2 전원 변환기(130)와 연결될 수 있다. 즉, 적어도 두 개 이상의 센서는 제 2 전원 변환기(130)의 각각의 서브 전원 변환기와 각각 연결될 수 있다. 그리고, 적어도 두 개 이상의 센서는 각각의 서브 전원 변환기로부터 각각의 서브 전압을 각각 제공받을 수 있다. 그리고, 적어도 두 개 이상의 센서는 각각의 서브 전원 변환기로부터 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작할 수 있다.
또한, 적어도 두 개 이상의 센서는 모터 위치 센서(motor position sensor)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 적어도 두 개 이상의 센서는 위치센서(일 예로, 모터 위치 센서 등), 속도 센서(일 예로, 차속 센서 등), 토오크 센서, 각 센서(일 예로, 조향각 센서), 조도 센서, 강우 센서, 강설 센서, 카메라 센서, 레이다(radar)센서, 라이더(lidar)센서, 압력센서, 홀 센서 및 유량 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 물리적인 양이나 그 변화를 감지할 수 있다면 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
또한, 적어도 두 개 이상의 센서는 동일한 종류의 센서일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 서로 다른 센서일 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 센서 장치는, 제 1 전원 변환기를 통해 입력 전압을 제 1 전압으로 변환하고, 제 2 전원 변환기에 포함된 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 제 1 전압을 각각의 서브 전압으로 변환하며, 센서모듈에 포함된 적어도 두 개 이상의 센서를 통해 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작함으로써, 두 개 이상의 센서로 공급되는 전원을 분리할 수 있어 센서로 공급되는 전원에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 두 개의 서브 전원 변환기와 두 개의 센서를 포함하는 센서 장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 센서 장치(100)는 제 2 전원 변환기(130) 및 센서모듈(140) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 제 2 전원 변환기(130)는 제 1 서브 전원 변환기(131) 및 제 2 서브 전원 변환기(133)를 포함할 수 있다. 그리고, 센서모듈(140)은 제 1 센서(141) 및 제 2 센서(143)를 포함할 수 있다.
제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 또한, 제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압을 제 1 서브 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 서브 레귤레이터를 포함할 수 있다. 제 1 서브 레귤레이터는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압을 제 1 서브 전압으로 변환할 수 있다.
제 2 서브 전원 변환기(133)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 또한, 제 2 서브 전원 변환기(133)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제 2 서브 전원 변환기(133)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 제 2 서브 전원 변환기(133)는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 저항은 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 저항은 GND shot 및 온도 등을 고려하여 high power chip 저항을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 저항이라도 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 서브 전원 변환기(131)에서 출력되는 제 1 서브 전압과, 제 2 서브 전원 변환기(133)에서 출력되는 제 2 서브 전압은 동일한 전압값을 가질 수 있다.
제 1 센서(141)는 제 1 서브 전원 변환기(131)와 연결될 수 있다. 또한, 제 1 센서(141)는 제 1 서브 전원 변환기(131)로부터 제 1 서브 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제 1 센서(141)는 제 1 서브 전원 변환기(131)로부터 제공받은 제 1 서브 전압에 의해 동작될 수 있다. 즉, 제 1 서브 전압은 제 1 센서(141)의 동작 전압일 수 있다.
제 2 센서(143)는 제 2 서브 전원 변환기(133)와 연결될 수 있다. 또한, 제 2 센서(143)는 제 2 서브 전원 변환기(133)로부터 제 2 서브 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제 2 센서(143)는 제 2 서브 전원 변환기(133)로부터 제공받은 제 2 서브 전압에 의해 동작될 수 있다. 즉, 제 2 서브 전압은 제 2 센서(143)의 동작 전압일 수 있다.
또한, 제 1 센서(141) 및 제 2 센서(143)는 듀얼 다이(dual die)에 포함될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 각각 싱글 다이(single die)에 포함될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 센서 장치는, 저항을 통해 서브 전압을 생성하여 모터 위치 센서로 제공함으로써, 메인 레귤레이터에서 공급되는 전압을 수동소자를 통해 모터 위치 센서로 제공할 수 있어 센서 장치뿐만 아니라 차량의 조향 장치의 원가를 절감시킬 수 있다.
도 3은 본 실시예들에 따른 세 개의 서브 전원 변환기와 세 개의 센서를 포함하는 센서 장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 센서 장치(100)는 제 2 전원 변환기(130) 및 센서모듈(140) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 제 2 전원 변환기(130)는 제 1 서브 전원 변환기(131), 제 2 서브 전원 변환기(133) 및 제 3 서브 전원 변환기(135)를 포함할 수 있다. 그리고, 센서모듈(140)은 제 1 센서(141), 제 2 센서(143) 및 제 3 센서(145)를 포함할 수 있다.
제 1 서브 전원 변환기(131) 및 제 2 서브 전원 변환기(133)는 도 2를 참조한 상술한 제 1 서브 전원 변환기(131) 및 제 2 서브 전원 변환기(133)와 동일하므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 제 3 서브 전원 변환기(135)에 대해 설명한다.
제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 또한, 제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압을 제 3 서브 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 2 서브 레귤레이터를 포함할 수 있다. 제 2 서브 레귤레이터는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 1 전압을 제 3 서브 전압으로 변환할 수 있다.
여기서, 제 3 서브 전원 변환기(135)에서 출력되는 제 3 서브 전압은 제 1 서브 전원 변환기(131)에서 출력되는 제 1 서브 전압과, 제 2 서브 전원 변환기(133)에서 출력되는 제 2 서브 전압과 동일한 전압값일 수 있다.
제 1 센서(141) 및 제 2 센서(143)는 도 2를 참조한 상술한 제 1 센서(141) 및 제 2 센서(143)와 동일하므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 제 3 센서(145)에 대해 설명한다.
제 3 센서(145)는 제 3 서브 전원 변환기(135)와 연결될 수 있다. 또한, 제 3 센서(145)는 제 3 서브 전원 변환기(135)로부터 제 3 서브 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제 3 센서(145)는 제 3 서브 전원 변환기(135)로부터 제공받은 제 3 서브 전압에 의해 동작될 수 있다. 즉, 제 3 서브 전압은 제 3 센서(145)의 동작 전압일 수 있다.
또한, 제 3 센서(145)는 싱글 다이(single die)에 포함될 수 있다. 특히, 센서모듈(140)이 제 1 센서(141) 내지 제 3 센서(145)를 포함하는 경우, 제 1 센서(141) 및 제 2 센서(143)는 듀얼 다이(dual die)에 포함될 수 있고, 제 3 센서(145)는 싱글 다이에 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 센서 장치는, 2개의 레귤레이터 및 레지스터(resistor)를 통해 3개의 모터 위치 센서를 동작시킴으로써, 전원 분리된 전압을 이용하여 모터 위치 센서를 동작시킬 수 있어 센서 장치 및 차량의 조향 장치에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 실시예들에 따른 세 개의 서브 전원 변환기와 세 개의 모터 위치 센서를 포함하는 센서 장치를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 4를 참조하면, 입력 전원(110)은 배터리 전원(111)을 포함할 수 있다. 즉, 배터리 전원(111)은 직류 전압을 제공할 수 있다.
제 1 전원 변환기(120)는 메인 레귤레이터(121)를 포함할 수 있다. 이러한 메인 레귤레이터(121)는 IC들의 동작에 필요한(또는, 알맞은) 전압을 공급할 수 있는 장치일 수 있다. 즉, 메인 레귤레이터(121)는 불규칙한 입력 전압 및 높은 입력 전압에 대해 IC(특히, ECU 내부 IC)가 요구하는 동작 전압(또는, 전원 전압)을 공급할 수 있는 장치일 수 있다.
메인 레귤레이터(121)는 배터리 전원(111)으로부터 직류 전압을 제공받아 여러 개의 전압으로 변환할 수 있다. 예컨대, 메인 레귤레이터(121)는 배터리 전원(111)으로부터 직류 전압을 제공받아 5V 및 3.3V의 정전원을 출력할 수 있다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 메인 레귤레이터(121)는 배터리 전원(111)으로부터 직류 전압을 제공받아 프리 레귤레이팅(Pre regulating)된 전압과 출력 전압으로 변환할 수 있다.
여기서, 출력 전압은 3.3V 및 5V일 수 있다. 특히, 출력 전압 3.3V는 MCU에 제공될 수 있으며, 출력 전압 5V는 CAN IC, TAS 전원 1, 온도 센서 및 전류 센서에 제공될 수 있다.
그리고, 프리 레귤레이팅(Pre regulating)된 전압은 5.3V일 수 있다. 특히, 프리 레귤레이팅된 5.3V는 제 1 서브 레귤레이터(131-1) 내지 제 3 서브 레귤레이터와 레지스터(133-1)(resistor)에 제공될 수 있다.
즉, 프리 레귤레이팅된 5.3V는 제 1 서브 레귤레이터(131-1)를 통해 5V로 변환되어 듀얼 다이에 포함된 제 1 모터 위치 센서(141-1)로 제공될 수 있다. 그리고, 프리 레귤레이팅된 5.3V는 레지스터(133-1)를 통해 5V로 변환되어 듀얼 다이에 포함된 제 2 모터 위치 센서(143-1)로 제공될 수 있다. 그리고, 프리 레귤레이팅된 5.3V는 제 2 서브 레귤레이터(135-1)를 통해 5V로 변환되어 싱글 다이에 포함된 제 3 모터 위치 센서(145-1)로 제공될 수 있다. 그리고, 프리 레귤레이팅된 5.3V는 제 3 서브 레귤레이터를 통해 5V로 변환되어 TAS 전원 2로 제공될 수 있다.
여기서, 제 1 모터 위치 센서(141-1)는 주 모터 위치 센서일 수 있으며, 제 2 모터 위치 센서(143-1)는 제 1 모터 위치 센서(141-1)의 정당성을 검사할 수 있는 모터 위치 센서 일 수 있다. 특히, 제 1 모터 위치 센서(141-1) 고장 시, 제 3 모터 위치 센서(145-1)는 제 1 모터 위치 센서(141-1) 대신 주 모터 위치 센서가 될 수 있다.
여기서, 서브 레귤레이터는 메인 레귤레이터에서 프리 레귤레이팅된 전압을 제공받아 정전압을 출력할 수 있는 장치일 수 있다. 이에, 서브 레귤레이터는 메인 레귤레이터보다 비교적 간단한 구조일 수 있다. 특히. 이러한 서브 레귤레이터를 센서 장치에 사용함으로써, IC(특히, ECU 내부 IC)에 공급되는 전압들을 분리할 수 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 차량의 조향 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 차량의 조향 장치(200)는 전원 공급기(210), 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서(220), 제어기(230) 및 조향모터(240) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
전원 공급기(210)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 입력 전원(110), 제 1 전원 변환기(120) 및 제 2 전원 변환기(130)와 동일하므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 중복되는 부분은 생략한다.
전원 공급기(210)는 입력 전압을 제1 전압으로 변환하고, 변환된 제 1 전압을 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 각각의 서브 전압으로 변환하며, 변화된 각각의 서브 전압을 공급할 수 있다.
또한, 전원 공급기(210)는 제 1 전원 변환기(120), 제 1 서브 전원 변환기(131), 제 2 서브 전원 변환기(133) 및 제 3 서브 전원 변환기(135) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 전원 변환기(120)는 입력 전압을 제 1 전압으로 변환할 수 있다. 이러한 제 1 전원 변환기(120)는 메인 레귤레이터를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 전원 변환기(120)는 메인 레귤레이터를 통해 입력 전압을 제 1 전압으로 변환할 수 있다.
제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 전압을 제 1 서브 전압으로 변환할 수 있다. 이러한 제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 서브 레귤레이터를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 서브 전원 변환기(131)는 제 1 서브 레귤레이터를 통해 제 1 전압을 제 1 서브 전압으로 변환할 수 있다.
제 2 서브 전원 변환기(133)는 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환할 수 있다. 이러한 제 2 서브 전원 변환기(133)는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 즉, 제 2 서브 전원 변환기(133)는 적어도 하나의 저항을 통해 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환할 수 있다.
제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 1 전압을 제 3 서브 전압으로 변환할 수 있다. 이러한 제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 2 서브 레귤레이터를 포함할 수 있다. 즉, 제 3 서브 전원 변환기(135)는 제 2 서브 레귤레이터를 통해 제 1 전압을 제 3 서브 전압으로 변환할 수 있다.
모터 위치 센서(220)는 적어도 두 개 이상을 포함할 수 있다. 즉, 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서(220)는 전원 공급기(210)로부터 각각의 서브 전압을 제공받아 동작할 수 있다. 여기서, 각각의 서브 전압은 모터 위치 센서(220)의 동작 전압일 수 있다.
또한, 모터 위치 센서(220)는 제 1 모터 위치 센서, 제 2 모터 위치 센서 및 제 3 모터 위치 센서 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 모터 위치 센서는 제 1 서브 전원 변환기(131)로부터 제 1 서브 전압을 제공받아 조향모터(240)의 위치를 측정하여 제 1 모터 위치 센서 신호를 생성할 수 있다.
제 2 모터 위치 센서는 제 2 서브 전원 변환기(133)로부터 제 2 서브 전압을 제공받아 조향모터(240)의 위치를 측정하여 제 2 모터 위치 센서 신호를 생성할 수 있다.
제 3 모터 위치 센서는 제 3 서브 전원 변환기(135)로부터 제 3 서브 전압을 제공받아 조향모터(240)의 위치를 측정하여 제 3 모터 위치 센서 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 제 1 모터 위치 센서와 제 2 모터 위치 센서는 듀얼 다이(dual die)에 포함될 수 있다. 그리고, 제 3 모터 위치 센서는 싱글 다이(single die)에 포함될 수 있다.
제어기(230)는 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서(220)로부터 각각의 모터 위치 센서 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 제어기(230)는 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서(220)로부터 제공받은 각각의 모터 위치 센서 신호에 대한 정당성 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 어시스트(assist) 조향력을 생성할 수 있다.
일 예에서, 제 1 및 제 2 모터 위치 센서 신호가 제 1 및 제 2 모터 위치 센서로부터 제어기(230)로 제공되는 경우, 제어기(230)는 제 1 및 제 2 모터 위치 센서 신호 각각에 대해 정당성 검사를 수행할 수 있다. 즉, 제어기(230)는 제 1 및 제 2 모터 위치 센서 신호 각각을 기 설정된 각각의 정상범위와 비교하고, 비교결과 각각의 센서 신호가 기 설정된 각각의 정상범위 이내인 경우, 제 1 및 제 2 모터 위치 센서 신호를 정상으로 판단할 수 있다.
그리고, 제 1 모터 위치 센서 신호가 주 모터 위치 센서 신호인 경우, 제어기(230)는 제 1 모터 위치 센서와 제 2 모터 위치 센서를 비교하여 제 1 모터 위치 센서 신호에 대한 정당성 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 어시스트(assist) 조향력을 생성할 수 있다. 즉, 제어기(230)는 제 1 모터 위치 센서 신호와 제 2 모터 위치 센서 신호를 비교하고, 차이값이 기 설정된 정상범위 이내인 경우, 제 1 모터 위치 센서 신호를 정상이라 판단하고, 제 1 모터 위치 센서 신호를 이용하여 어시스트(assist) 조향력을 생성할 수 있다.
다른 예에서, 제 1 내지 제 3 모터 위치 센서 신호가 제 1 내지 제 3 모터 위치 센서로부터 제어기(230)로 제공되는 경우, 제어기(230)는 제 1 내지 제 3 모터 위치 센서 신호 각각에 대해 정당성 검사를 수행할 수 있다. 즉, 제어기(230)는 제 1 내지 제 3 모터 위치 센서 신호 각각을 기 설정된 각각의 정상범위와 비교하고, 비교결과 각각의 센서 신호가 기 설정된 각각의 정상범위 이내인 경우, 제 1 내지 제 3 모터 위치 센서 신호를 정상으로 판단할 수 있다.
그리고, 제 1 모터 위치 센서 신호가 주 모터 위치 센서 신호인 경우, 제어기(230)는 제 1 모터 위치 센서와 제 2 모터 위치 센서를 비교하여 제 1 모터 위치 센서 신호에 대한 정당성 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 어시스트(assist) 조향력을 생성할 수 있다.
즉, 제어기(230)는 제 1 모터 위치 센서 신호와 제 2 모터 위치 센서 신호를 비교하고, 차이값이 기 설정된 정상범위 이내인 경우, 제 1 모터 위치 센서 신호를 정상이라 판단하고, 제 1 모터 위치 센서 신호를 이용하여 어시스트(assist) 조향력을 생성할 수 있다.
반면, 제어기(230)는 제 1 모터 위치 센서 신호와 제 2 모터 위치 센서 신호를 비교하고, 차이값이 기 설정된 정상범위를 초과한 경우, 제 1 모터 위치 센서 신호를 불량이라 판단하고, 제 3 모터 위치 센서 신호를 이용하여 어시스트(assist) 조향력을 생성할 수 있다.
조향모터(240)는 제어기(230)와 연결될 수 있다. 또한, 조향모터(240)는 제어기(230)로부터 어시스트 조향력을 제공받을 수 있다. 또한, 조향모터(240)는 제어기(230)로부터 제공받은 어시스트 조향력에 의해 동작이 제어될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 차량의 조향 장치는, 전원 공급기를 통해 입력 전압을 제1 전압으로 변환하고, 제 1 전압을 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 이용하여 각각의 서브 전압으로 변환하며, 각각의 서브 전압을 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서로 공급하고, 제어기를 통해 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서로부터 제공받은 각각의 모터 위치 센서 신호에 대한 정당성 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 어시스트(assist) 조향력을 생성하며, 조향모터가 어시스트 조향력에 기반하여 동작함으로써, 두 개 이상의 모터 위치 센서로 공급되는 전원을 분리할 수 있어 차량의 조향 장치에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예들에 따른 센서 장치 및 차량의 조향 장치의 구성에 대한 블록 구성도이다.
이상 상술한 본 실시예들은, 컴퓨터 시스템 내에, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 센서 장치(100) 및 차량의 조향 장치(200) 등의 컴퓨터 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장부(1030), 사용자 인터페이스 입력부(1040) 및 사용자 인터페이스 출력부(1050) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(1060)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(1070)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 메모리(1020) 및/또는 저장소(1030)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(1020) 및 저장부(1030)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1021) 및 RAM(1023)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터로 구현되는 방법 또는 컴퓨터 실행 가능 명령어들이 저장된 비휘발성 컴퓨터 기록 매체로 구현될 수 있다. 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때 본 발명의 적어도 일 실시 예에 따른 방법을 수행할 수 있다.
전술한 본 실시예들에 따른 센서 장치 및 차량의 조향 장치에 대한 일 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 실시예들은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 실시예들에 속한다.
100: 센서 장치 110: 입력 전원
120: 제 1 전원 변환기 130: 제 2 전원 변환기
140: 센서모듈 200: 차량의 조향 장치
210: 전원 공급기 220: 모터 위치 센서
230: 제어기 240: 조향모터

Claims (18)

  1. 입력 전압을 제 1 전압으로 변환하는 제 1 전원 변환기;
    적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 상기 제 1 전압을 각각의 서브 전압으로 변환하는 제 2 전원 변환기; 및
    적어도 두 개 이상의 센서를 통해 상기 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작하는 센서모듈을 포함하되,
    상기 제 2 전원 변환기는,
    레귤레이터를 통해 상기 제 1 전압을 제 1 서브 전압으로 변환하는 제 1 서브 전원 변환기; 수동소자인 적어도 하나의 저항을 통해 상기 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환하는 제 2 서브 전원 변환기; 및 레귤레이터를 통해 상기 제 1 전압을 제 3 서브 전압으로 변환하는 제 3 서브 전원 변환기를 포함하고,
    상기 센서모듈은,
    상기 제 1 서브 전원 변환기와 연결되고 상기 제 1 서브 전압을 제공받아 동작하는 제 1 센서; 상기 제 2 서브 전원 변환기와 연결되고 상기 제 2 서브 전압을 제공받아 동작하는 제 2 센서; 및 상기 제 3 서브 전원 변환기와 연결되고 상기 제 3 서브 전압을 제공받아 동작하는 제 3 센서를 포함하는 센서 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전원 변환기는, 직류 전압을 해당 직류 전압보다 낮은 제 1 전압으로 변환하고,
    상기 제 2 전원 변환기는, 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 상기 제 1 전압을 해당 제 1 전압보다 낮은 각각의 서브 전압으로 변환하는 센서 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 전압과 상기 제 2 서브 전압은, 동일한 전압값을 가지는 센서 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 및 제 2 센서는, 듀얼 다이(dual die)에 포함되는 센서 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 서브 전압은, 동일한 전압값을 가지는 센서 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 센서는, 싱글 다이(single die)에 포함되는 센서 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개 이상의 센서는, 모터 위치 센서(motor position sensor)를 포함하는 센서 장치.
  12. 입력 전압을 제1 전압으로 변환하고, 상기 제 1 전압을 적어도 두 개 이상의 서브 전원 변환기를 통해 각각의 서브 전압으로 변환하며, 각각의 서브 전압을 공급하는 전원 공급기;
    상기 각각의 서브 전압을 각각 제공받아 동작하는 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서;
    상기 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서로부터 제공받은 각각의 모터 위치 센서 신호에 대한 정당성 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 어시스트(assist) 조향력을 생성하는 제어기; 및
    상기 어시스트 조향력에 기반하여 동작이 제어되는 조향모터를 포함하되,
    상기 전원 공급기는,
    입력 전압을 제 1 전압으로 변환하는 제 1 전원 변환기;
    레귤레이터를 통해 상기 제 1 전압을 제 1 서브 전압으로 변환하는 제 1 서브 전원 변환기;
    수동소자인 적어도 하나의 저항을 통해 상기 제 1 전압을 제 2 서브 전압으로 변환하는 제 2 서브 전원 변환기; 및
    레귤레이터를 통해 상기 제 1 전압을 제 3 서브 전압으로 변환하는 제 3 서브 전원 변환기를 포함하고,
    상기 적어도 두 개 이상의 모터 위치 센서는,
    상기 제 1 서브 전원 변환기와 연결되고, 상기 제 1 서브 전압을 제공받아 상기 조향모터의 위치를 측정하여 제 1 모터 위치 센서 신호를 생성하는 제 1 모터 위치 센서;
    상기 제 2 서브 전원 변환기와 연결되고, 상기 제 2 서브 전압을 제공받아 상기 조향모터의 위치를 측정하여 제 2 모터 위치 센서 신호를 생성하는 제 2 모터 위치 센서; 및
    상기 제 3 서브 전원 변환기와 연결되고, 상기 제 3 서브 전압을 제공받아 상기 조향모터의 위치를 측정하여 제 3 모터 위치 센서 신호를 생성하는 제 3 모터 위치 센서를 포함하는 차량의 조향 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 모터 위치 센서 및 상기 제 2 모터 위치 센서는, 듀얼 다이(dual die)에 포함되는 차량의 조향 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 모터 위치 센서는, 싱글 다이(single die)에 포함되는 차량의 조향 장치.
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